Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
Ch
ng III:
C u Trúc T ng Quan V H Th ng Hybrid.
ươ
ề ệ
ổ
ố
ấ
I. T ng quan: Prius là m t t la tinh có nghĩa là “đi tr ổ ộ ừ ướ ở c”. Toyota ch n tên này b i ọ
vì chi c xe Prius là tiên phong c a nh ng chi c xe hybrid. V i s tăng tr ng dân s ớ ự ủ ữ ế ế ưở ố
nhanh và s phát tri n kinh t ự ể ế ế trong nh ng th p k g n đây đã cho k t qu tăng đ t bi n ỉ ầ ữ ế ậ ả ộ
ộ s tiêu th nhiên li u hóa th ch trên quy mô toàn c u. Đ i m t v i th thách t o ra m t ự ặ ớ ụ ử ệ ầ ạ ạ ố
ứ chi c xe thân thi n v i trái đ t, Toyota đã s n xu t ra nh ng m u xe hybrid cung ng ữ ế ệ ả ấ ẫ ấ ớ
i. đ u tiên trên th gi ầ ế ớ
C u trúc đ n gi n nh t c a h th ng này là k t h p đ c tính làm vi c t ấ ủ ệ ố ế ợ ệ ố ặ ấ ả ơ ấ ủ t nh t c a
m t đ ng c đ t trong và m t mô t đi n. Nhi u h th ng hybrid ph c t p nh h ộ ộ ơ ố ộ ơ ệ ệ ố ứ ạ ư ệ ề
th ng Toyota hybrid, năng l ng đ c tái sinh n u không thì b m t do ma sát nhi ố ượ ượ ị ấ ế ệ t
trong h th ng phanh và s d ng nó đ b sung năng l ử ụ ệ ố ể ổ ượ ủ ng cho đ ng c đ t trong c a ơ ố ộ
h th ng hybrid. Nh ng công ngh k thu t đ ệ ố ệ ỹ ậ ượ ữ ệ ố c nâng c p này cho phép h th ng ấ
2.
hybrid đ t đ c hi u su t nhiên li u t t h n và gi m l ng khí CO ạ ượ ệ ố ơ ệ ả ấ ượ
Khi chi c xe Prius l n đ u tiên đ c xu t x ng, nó đ ế ầ ầ ượ ấ ưở ượ c ch n là chi c xe du l ch ế ọ ị
đ t nh t trên th gi i vào năm 2001. Chi c xe đ c ch n b i vì ượ c trang b đ ng c t ị ộ ơ ố ế ớ ấ ế ượ ọ ở
nó là xe hybrid đ u tiên l p đ t 4 đ n 5 ch ng i cùng v i m t khoan hành lý, và nó là ổ ế ầ ắ ặ ồ ớ ộ
m t trong nh ng chi c xe kinh t ng nh t. vào năm 2004, xe ữ ế ộ ế và thân thi n v i môi tr ệ ớ ườ ấ
Prius th h th 2 giành ph n th ng xe đ t uy tín và là chi c xe đ c trang b đ ng c ế ệ ứ ầ ưở ế ạ ượ ị ộ ơ
t nh t vào năm 2004. t ố ấ
ệ ố H th ng Toyota Hybrid (THS) d n đ ng cho xe Prius th h th nh t và h th ng ế ệ ứ ấ ệ ố ẫ ộ
Toyota Hybrid II (THS-II) d n đ ng cho xe Prius th h th hai, c hai đ u t o đ ế ệ ứ ề ạ ượ ấ c n ả ẫ ộ
ng v tính kinh t nhiên li u và s làm s ch c a khí th i. t ượ ề ế ự ủ ệ ạ ả
THS (2001-2003 prius) THS-II (2004 v sau )
52 mpg 45 mpg ề 60 mpg 51 mpg Thành phố Xa lộ Thành phố Xa lộ
SULEV AT-PZEV
ầ + Tiêu chu n SULEV là kho ng 75% nhi u kh c khe h n tiêu chu n ULEV và g n ề ắ ẩ ẩ ả ơ
90% s ch h n LEV trong khói x . ả ạ ơ
+ Tiêu chu n SULEV s sinh ra HC ít h n trong su t 100,000 d m. ẽ ặ ẩ ơ ố
Toyota Hybrid System Trang 11
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
ầ + Tiêu chu n AT-PZEV s d ng tính năng công ngh cao c p đ t o ra m t ph n ử ụ ể ạ ệ ấ ẩ ộ
ng khí th i không ô nhi m. l ượ ễ ả
II. H th ng hybrid: các thành ph n chính c a h th ng hybrid: ệ ố ủ ệ ố ầ
+ Đ ng c đ t trong (ICE). ơ ố ộ
+ Mô t -máy phát 1 (MG1). ơ
+ Mô t -máy phát 2 (MG2). ơ
+ B bánh răng hành tinh. ộ
+ B chuy n đ i đi n. ể ệ ổ ộ
+ c qui đi n áp cao ( c qui HV). Ắ Ắ ệ
+ ECU đi n áp cao ( ECU HV). ệ
Toyota Hybrid System Trang 12
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
+
Hình 7: S đ t ng quan h th ng hybrid ơ ồ ổ ệ ố
+ Đ ng c đ t trong (ICE): S d ng đ ng c xăng 1NZ-FXE 1.5l trang b h ơ ố ộ ử ụ ị ệ ộ ơ
th ng VVT-I (h th ng đi u khi n th i đi m n p thông minh) và h th ng ETCS-I (h ể ệ ố ệ ố ề ể ạ ố ờ ệ
th ng đi u khi n b m ga đi n t thông minh). ể ướ ệ ử ề ố
Hình 8: Đ ng c đ t trong (ICE) ơ ố ộ
Toyota Hybrid System Trang 13
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
+ Mô t -máy phát 1 (MG1): Nó ho t đ ng gi ng nh thành ph n đi u khi n công ơ ạ ộ ư ề ể ầ ố
su t c a b bánh răng hành tinh. Nó n p đi n cho c qui đi n áp cao và cung c p năng ệ ấ ủ ộ Ắ ệ ạ ấ
l ượ ể ng đi n đ d n đ ng Mô t -máy phát 2 (MG2). Mô t -máy phát 1 (MG1) đi u khi n ể ẫ ệ ề ộ ơ ơ
MG1 cũng làm vi c nh hi u qu ch c năng truy n đ ng vô c p c a h p s hybrid. ộ ộ ố ứ ủ ệ ề ấ ả ệ ư
ở ộ . m t máy kh i đ ng ộ
Hình 9: Mô t -máy phát MG1 ơ
+ Mô t -máy phát 2 ơ ạ (MG2): MG2 dùng đ t o m t l c chuy n đ ng cho xe ho t ộ ự ể ạ ể ộ
t c đ th p và h tr thêm l c kéo cho đ ng c xăng khi xe ho t đ ng đ ng ộ ở ố ộ ấ ạ ộ ổ ợ ự ộ ơ ở ố ộ t c đ
cao. Nó cung c p công su t tr giúp thêm cho công su t đ ng c xăng khi c n thi t và ấ ợ ấ ộ ầ ấ ơ ế
giúp xe đ t đ i u. Nó có ch c năng gi ng nh m t máy ạ ượ c đ c tính đ ng l c h c t ộ ự ọ ố ư ư ộ ứ ặ ố
phát trong su t quá trình phanh tái sinh. ố
Toyota Hybrid System Trang 14
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
Hình 10: Mô t -máy phát MG2 ơ
+ B bánh răng hành tinh: ộ ấ B bánh răng hành tinh là m t b phân chia công su t. ộ ộ ộ
ủ MG1 k t n i v i bánh răng m t tr i, MG2 k t n i v i bánh răng bao và tr c đ u ra c a ế ố ớ ế ố ớ ụ ầ ặ ờ
đ ng c xăng g n v i c n d n c a bánh răng hành tinh. Nh ng b ph n này đ ộ ẫ ủ ớ ầ ữ ầ ắ ơ ộ ượ ử c s
đ ng c xăng và MG2, và đ n p l i năng d ng đ k t h p phân ph i công su t t ụ ể ế ợ ấ ừ ộ ể ạ ạ ố ơ
ng cho c qui đi n áp cao. l ượ ệ ắ
Hình 11: B bánh răng hành tinh ộ
Toyota Hybrid System Trang 15
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
+ B chuy n đ i đi n: ể ệ Dòng đi n gi a MG1, MG2 và c qui đi n áp cao đ ổ ộ Ắ ữ ệ ệ ượ c
ộ đi u khi n nh b i b chuy n đ i đi n. B chuy n đ i đi n bi n đ i dòng đi n m t ộ ờ ở ộ ể ể ề ể ệ ệ ệ ế ổ ổ ổ
ệ chi u c a c qui đi n áp cao thành ngu n đi n xoay chi u, và nó đi u ch nh dòng đi n ề ủ Ắ ệ ệ ề ề ồ ỉ
xoay chi u đi n áp cao t MG1 và MG2 đ n p l i cho c qui đi n áp cao. ề ệ ừ ể ạ ạ Ắ ệ
Hình 12: B chuy n đ i đi n ệ ể ổ ộ
+ c qui đi n áp cao: năng l ng đ c ph c h i b i MG2 trong Ắ ệ c qui l u tr Ắ ư ữ ượ ượ ụ ồ ở
su t quá trình phanh tái sinh và năng l ng đ ố ượ ượ ạ ệ c t o ra b i MG1. c qui cung c p đi n Ắ ấ ở
đ n mô t ế ơ ệ đi n khi kh i đ ng đ ng c xăng k t thúc ho c khi công su t c n b sung ế ở ộ ấ ầ ặ ộ ơ ổ
đ c yêu c u. ượ ầ
ề
THS (Prius th h 2001-2003) ế ệ 38 ngăn c qui niken-kim lo i hydrua ắ ạ T ng đi n áp: 273.6V ổ ệ THS-II (Prius th h 2004 v sau) ế ệ 28 ngăn c qui niken-kim lo i hydrua ắ ạ T ng đi n áp: 201.6V ổ ệ
Hình 13: c qui đi n áp cao Ắ ệ
Toyota Hybrid System Trang 16
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
III. CÁC CH Đ ĐI U KHI N H TH NG HYBRID: Ế Ộ Ề Ệ Ố Ể
+ Khi đã kh i đ ng và đang ch y t ở ộ ạ ạ ố ộ i t c đ th p. MG2 cung c p l c chuy n đ ng ấ ự ộ ấ ể
ban đ u. Đ ng c xăng có th kh i đ ng ngay l p t c n u tr ng thái n p c a c qui ậ ứ ế ạ ủ ắ ở ộ ể ạ ầ ộ ơ
đi n áp cao m c th p. Khi t c đ xe tăng lên trên 15-20 d m/gi ệ ở ứ ặ ấ ố ộ ờ ộ đ ng c xăng s ơ ẽ
kh i đ ng. ở ộ
+ Khi ch y d i nh ng đi u ki n bình th ng, năng l ng đ ng c xăng đ c chia ạ ướ ữ ề ệ ườ ượ ộ ơ ượ
thành hai ph n: m t ộ ph n d n đ ng các bánh xe và m t ph n d n đ ng MG1 đ t o ra ể ạ ầ ẫ ầ ầ ẫ ộ ộ ộ
đi n năng. ECU đi n áp cao đi u khi n t l ng m t cách hi u qu ể ỉ ệ ệ ệ ề phân b năng l ố ượ ệ ộ ả
nh t.ấ
+ Trong th i gian tăng t c t i đa. Công su t đ c t o ra b i đ ng c xăng và MG2 ố ố ờ ấ ượ ạ ở ộ ơ
đ c b sung b i năng l ng t ượ ở ổ ượ ừ ắ ớ c qui đi n áp cao. Mômen đ ng c k t h p v i ơ ế ợ ệ ộ
c yêu c u tăng t c cho xe. mômen MG2 chuy n thành công su t đ ể ấ ượ ầ ố
ạ + Trong th i gian gi m t c ho c phanh, các bánh xe d n đ ng MG2. MG2 ho t ặ ẫ ả ờ ố ộ
ng tái sinh. Năng l ng tái sinh t quá đ ng nh 1 máy phát cho vi c ph c h i năng l ộ ụ ồ ư ệ ượ ượ ừ
trình phanh đ ượ ư c l u tr trong c qui đi n áp cao. ắ ữ ệ
CÁC CH Đ ĐI U KHI N: Ế Ộ Ề Ể (Xem mô ph ng)ỏ
H th ng hybrid s d ng nhi u ch đ khác nhau đ đ t hi u qu ho t đ ng t ạ ộ ệ ố ử ụ ể ạ ế ộ ệ ề ả ố t
nh t t ấ ươ ứ ng ng v i nh ng đi u ki n lái. ữ ề ệ ớ
+ D ngừ : N u c qui HV c a xe đ ế ắ ủ ượ ộ c n p đ y và xe không chuy n đ ng, thì đ ng ể ạ ầ ộ
c xăng có th d ng . Đ ng c xăng s t ơ ể ừ ệ ẽ ự kh i đ ng n u c qui HV c n n p đi n. ở ộ ế ắ ầ ạ ộ ơ
Ngoài ra, n u công t c h th ng đi u hòa không khí t i ch đ MAX A/C đ ắ ệ ố ế ề ạ ế ộ ượ ọ c ch n,
trên prius th h 01-03 đ ng c xăng s ti p t c ch y nh đ d n đ ng máy nén. Prius ẽ ế ụ ờ ể ẫ ế ệ ạ ộ ơ ộ
Th h 04 tr v sau s d ng m t máy nén đi n. ử ụ ở ề ế ệ ệ ộ
Toyota Hybrid System Trang 17
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
Hình 14: Đi u khi n d ng ề ể ừ
+ Đã kh i đ ng ở ộ : Khi kh i đ ng d ở ộ i t ướ ả i nh và b m ga m nh , ch MG2 quay ở ướ ỏ ỏ ỉ
đ cung c p công su t, đ ng c xăng không ch y và xe ti p t c ch y ch b ng năng ể ế ụ ỉ ằ ạ ạ ấ ấ ộ ơ
ng đi n. MG1 quay chi u ng l ượ ề ệ c l ượ ạ i và ch quay ỉ ở ố ộ ầ ạ t c đ c m ch ng, nó không t o ừ
ra năng l ng đi n. ượ ệ
Hình 15: Đi u khi n lúc đ ng c đã kh i đ ng ở ộ ể ề ơ ộ
+ Ch y bình th ng ạ ườ : Trong giai đo n ch y ạ ở ố ộ ấ ộ t c đ th p(15-40 d m/gi ), đ ng ạ ặ ờ
c xăng ch y và cung c p công su t. MG2 quay và làm vi c nh m t mô t ơ ư ộ ệ ấ ạ ấ ơ ấ và cung c p
c quay cùng h m t công su t ph thêm. MG1 thì đ ụ ấ ộ ượ ướ ệ ng b i đ ng c xăng, làm vi c ơ ở ộ
nh m t máy phát và cung c p đi n năng cho MG2. ư ộ ệ ấ
Toyota Hybrid System Trang 18
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ố Ồ Ậ Ệ Ỹ
Hình 16: Đi u khi n ch y bình th ng ể ề ạ ườ
ga(hành trình) t c đ cao : + Tăng t c b m ga m hoàn toàn và ch y gi ở ố ướ ạ ữ ố ộ
Trong tr ng h p tăng t c c c đ i ho c t c đ trên 100 d m/gi ườ ố ự ạ ặ ố ộ ặ ợ ờ ấ . MG2 t o ra công su t ạ
ng đi n đ n MG2. MG1 h tr công su t đ ng c xăng. c qui HV cung c p năng l ổ ợ ấ ộ Ắ ấ ơ ượ ế ệ
cũng nh n đi n năng t c qui HV và quay theo h ệ ậ ừ ắ ướ ng đ o đ t o ra t s ể ạ ỉ ố ả
OD(OverDrive-t s truy n tăng) cho t c đ c c đ i. ỷ ố ố ộ ự ạ ề
Hình 17: Đi u khi n ch y h t ga và ch y hành trình ạ ế ề ể ạ
+ Gi m t c và phanh: ố ả
- Ngay khi ng c quay ườ i lái nh bàn đ p ga, MG2 tr thành m t máy phát. MG2 đ ở ạ ả ộ ượ
ọ b i các bánh xe ch đ ng và t o ra đi n năng đ n p cho c qui HV. Quá trình này g i ở ủ ộ ể ạ ệ ắ ạ
là phanh tái sinh. Khi xe gi m t c, đ ng c xăng d ng ch y và MG1 quay chi u ng ơ ừ ề ạ ả ố ộ ượ c
i đ duy trì t s truy n. l ạ ể ỉ ố ề
- Khi nh n bàn đ p phanh, h u h t l c phanh ban đ u b t ngu n t phanh tái sinh ế ự ồ ừ ắ ầ ạ ấ ầ
và l c đ c yêu c u đ quay MG2 nh m t máy phát. Phanh th y l c cung c p thêm ự ượ ủ ự ư ộ ể ấ ầ
năng l ng d ng khi xe ch y ch m l i. ượ ừ ạ ậ ạ
Toyota Hybrid System Trang 19
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ố Ồ Ậ Ệ Ỹ
Hình 18: Đi u khi n gi m t c và phanh ể ề ả ố
+ Lùi: Khi xe chuy n đ ng lùi, MG2 quay ng c và làm vi c nh m t mô t ể ộ ượ ư ộ ệ ơ ệ đi n.
Đ ng c xăng không ch y, MG1 quay theo h ch đ c m ch ng, nó ạ ơ ộ ướ ng thu n và ch ậ ỉ ở ế ộ ầ ừ
không t o ra đi n năng. ệ ạ
Hình 19: Đi u khi n ch y lùi ề ể ạ
Toyota Hybrid System Trang 20
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
Hi n th đa năng ị ể : hi n th đa năng đ ị ể ượ ắ ể c l p ráp trên b ng c m đi u khi n ụ ề ả
là thi t b chu n. Màn hình LCD 7.0” có đ c m ng cao cho ch c năng truy c p d ế ị ộ ả ứ ứ ẩ ậ ể
dàng.
ng Hình 20: Màn hình hi n th đi u khi n năng l ể ị ề ể ượ
Hình 20.1: Màn hình hi n th tiêu th nhiên li u ệ ể ụ ị
Toyota Hybrid System Trang 21
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ồ Ố Ậ Ệ Ỹ
B đi u khi n t xa ộ ề ể ừ : Nó v a có ch c năng nh c c u chìa khóa c khí ư ơ ấ ừ ứ ơ
thông th ườ ng v a có ch c năng đi u khi n đóng m c a t ề ở ử ừ ừ ứ ể ở ộ xa và có th kh i đ ng ể
đ ng c xăng mà không c n chìa khóa. B ng vi c cho phép ECU thông minh nh n ra s ộ ệ ậ ằ ầ ơ ự
ặ hi n di n chìa khóa thông minh trong ph m vi dò tìm. H th ng này có th khóa ho c ệ ố ể ệ ệ ạ
không khóa c a ho c kh i đ ng h th ng hybrid mà không s d ng chìa khóa. ở ộ ệ ố ử ụ ử ặ
Hình 21
Kh i đ ng h th ng hybrid: ệ ố ở ộ
Trên Prius th h 01-03 dùng chìa khóa c khí đ a vào ế ệ ư ơ ổ ự khóa đánh l a và th c ử
hi n theo th t ứ ự ể ở ộ đ kh i đ ng đ ng c . ơ ệ ộ
ề
Prius th h 04 v sau: ế ệ • Đ a chìa khóa vào khóa ư ổ
• Đ p bàn đ p phanh ạ ạ
• Ấn nút Power đ l a ch n v trí OFF, ACC, IG-ON ho c READY. Đèn s bi u ẽ ể ể ự ặ ọ ị
th cho chúng ta bi t đang ch n v trí nào. ị ế ọ ở ị
Hình 22: Kh i đ ng h th ng hybrid ở ộ ệ ố
Toyota Hybrid System Trang 22
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ố Ồ Ậ Ệ Ỹ
xa: ế ừ
ộ ề Ấ
ể ừ bên d i vô lăng ạ n nút power trên b đi u khi n t ể ủ ỏ ấ ở xa ướ N u dùng b kh i đ ng t ộ ở ộ • Đ p bàn đ p phanh ạ • • Đ h y b n nút SMART Hình 24
Hình 23
ch đ OFF ho c READY: đèn báo ặ ế ộ tắ t
Hình 25
sáng Ch đ ACC: đèn màu xanh nh t ạ ế ộ
Hình 26
Ch đ IG-ON: đèn màu h phách sáng ế ộ ổ
Toyota Hybrid System Trang 23
Đ I H C S PH M K THU T TP.HCM Đ ÁN T T NGHI P Ạ Ọ Ư Ạ Ố Ồ Ậ Ệ Ỹ
Hình 27
Hình 28: Các đèn c nh báo ả
Toyota Hybrid System Trang 24
